化学工程设计包括哪些过程用到哪些知识和工具
过程包括概念设计,中试设计,基础设计,工程设计初步设计,扩大初步设计,施工图设计。
用到的知识和工具包括化工设计的基本程序,基本规律,基本方法,主要规范,工艺方案选择和工艺流程设计,以及车间设备布置和管道布置的原则,方法和步骤,物料衡算,热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和方法,计算机工艺计算,工艺流程图,设备布置图,管道布置图及化工设备图的表达内容,绘制方法和阅读方法。
化工设计是将一个系统,一个工厂,一个车间或一个套装室,按照工厂工艺技术要求,经工程技术人员的创造,将其全部描绘成的图纸,表格及必要的文字说明,即把工程技术装备用工程语言表达出来,然后根据这一语言,把这个系统建立起来,并按入运行。或说,设计工作是一项能将人们的设想和想象转变成现实的一个重要步骤。
计算设备型号,计算管径,确定流程,绘制平面布置图,提设备条件。
可以提向仪表提仪表条件,向厂家提动力设备条件,设备回来之后配管,提土建条件,做管架,画预埋件,管口方位图等,最后统计材料,完了之后出图。
化工工艺设计是指化学工程师依据单一或数个化学反应(或过程),设计出一个能将原料转变为客户所需求产品的生产流程和工厂。
如何将研究院成熟的工艺包(物料、温度、压力等参数;设备等)在满足各种标准规范的前提下,建设出一个实实在在的厂子,正常安全生产的一个环节。因为在化工厂实际生产过程中,涉及到:生产、仓储、辅助生产、公用工程、运输、行政办公等6大设施,如何将其有机的结合,满足实际生产的有效性,同时在各类标准规范的要求范围内,这是设计院的主要功能。
化学工程是研究化学工业和其他过程工业 (process industry) 生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。这些工业除了包括传统化工制造(如石油精炼,金属材料,塑料合成,食品加工和催化制造等),现代化工还囊括了生物工程,生物制药,以及相关的纳米技术。
设计工作的基本任务是按照国家有关方针、政策,执行国家、部门和有关地区的有关设计标准、规范和规定,做出切合实际、安全适用、技术先进、经济合理的高质量、高水平、效益显著的工程设计。第三条 设计人员必须坚持正确的设计指导思想,站在国家的立场上,保持设计工作的科学性和公正性。设计人员要参照“双九条”(关于端正化工设计指导思想的九条意见,关于节约建设投资的九条途径)的精神,积极采用先进技术,贯彻勤俭建国方针,精心设计,保证质量。第四条 各设计单位必须严格按照设计任务书的有关规定严肃认真的编制设计文件,不得改变产品方案、规模和厂址,如果因为生产协作关系或市场变化等因素,需要调正产品品种和规模时,需经原批准任务书部门同意,并在初步设计批文中重新明确。如果初步设计概算值超过设计任务书中投资控制额的百分之十以上时,必须报告上级主管部门并说明原因。第五条 要严格执行国家、部门和项目所在省、自治区、直辖市颁布的标准、规范、规定,认真贯彻“工厂布置一体化、生产装置露天化、建(构)筑物轻型化、公用工程社会化、引进技术国产化”的“五化”设计原则。第六条 设计单位要与科研和生产单位共同进行新产品,新工艺、新技术、新材料的开发,并积极把经过鉴定的新成果用于工程设计,不得采用落后的甚至是淘汰的工艺方法或低效设备。新设计的大中型项目,在技术水平上,要有个高起点,其技术经济指标要达到国际上八十年代的先进水平。第七条 要重视优化设计方案工作。要通过设计方案的比选来提高设计技术水平和降低工程投资额。在设计方案比选中,既要考虑技术上的先进性和可靠性,又要结合国情、因地制宜,节约建设资金。
在老装置的技术改造中,要走以内涵为主改造老企业的路子;要处理好采用新技术与利用原有设施和全流程技术更新与改造部分旧设备的关系。
各设计阶段都要认真进行技术经济比较,选择投入少、效益高的技术方案。
设计单位要对全厂的水、电、汽、运输等公用工程统一平衡,对技术改造项目要处理好与原有设施的关系。第八条 在编制初步设计之前,设计单位要对建设项目对周围环境的影响做出评价。要严格执行资源综合利用和“三同时”(防治污染和其他公害的设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用)原则,积极改进工艺技术,采用无害或少害的工艺流程,并采取有效措施,防止粉尘、毒物、废水、废气、废渣、噪声、放射性物质及其它有害因素对环境的污染。“三废”排放必须符合国家或地方规定的标准。第九条 根据节约用地的基本国策,要惜土如宝,要千方百计节约用地,不占或少占良田,不能宽打窄用,不能超前一个年度占地。要充分利用荒地、山地、空地、有条件的还要结合场地施工改土造田。要把占地视为方案取舍的重要条件之一。对于总图布置,应做多方案比较,并在说明书中充分论证后提出推荐方案。第十条 要合理选择原料路线,合理利用并保护矿产资源;要降低能耗,发展高位热能,进行能量的分级和综合利用,实现能量的有效转换,不能搞降低能量利用率的能量多次转换;要节约用水,减少直流水用量,提高水的循环利用率;在民用建设中,要提倡集中供热。第十一条 根据精简、高效和统一的原则,除大型联合企业可按分厂编制设计外,其他企业一律按厂、车间、班组三级管理进行设计。
转动设备的选型要尽可能选择能连续运转8000小时以上的设备。一般能连续运转8000小时以上的设备不得设备台、必须设备台的,要在对基建费和经营费进行比较后,确定合理的备用系数。
机、电、仪修一般采用以小修为主,中修协作,不搞大修的原则,不搞“大而全、小而全”。大修要通过与有关社会力量协作完成。
生活区的设计,应贯彻与城镇结合,有利生产,方便生活的原则。要严格按照国家有关规定办事,不得片面追求高标准 。
提倡标准化、系列化,提高设计复用率、不搞重复劳动。
化工设计指根据一个化学反应或过程设计出一个生产流程,并研究流程的合理性、先进性、可靠性和经济可行性,再根据工艺流程以及条件选择合适的生产设备、管道及仪表等,进行合理的工厂布局设计以满足生产的需要,最终使工厂建成投产的全过程。化工设计的核心是对于化学工程的设计,是整个化工项目进行的关键,工程设计是否准确合理对其他环节工作能够顺利开展起着重要的作用。随着我国化学工业的逐步扩大,出于经营发展需要,企业开展了多项化学工程建设,带来了化学设计行业的发展壮大。目前国内加强环保监管,给化工设计行业带来了风险也带来了机遇,整个行业仍然拥有广阔发展空间。
历经改革,不断成长
中国的化工设计从新中国成立起步,在70年的时间里,经历几次改革,行业内领先企业逐步成长为国际性工程公司。1949-1978年,我国实行计划经济体制,重点建设重工业,化工业得到快速发展,化工设计行业蓬勃发展,行业内设计企业主要为国家各主管部门所有1978-1984,我国进入改革开放时期,1979年初,国家建委在全国勘察设计工作会议上提出设计单位要实行企业化、推行合同制,拉开了中国勘察设计业改革的序幕。1985-1994年,改革深入阶段,建设部发布《关于进一步抓好建筑勘察设计改革试点工作的通知》,要求建筑勘察设计单位由事业管理的办法改为按项目或劳务收取设计费,实行企业化经营。1995-2015年,全面企业化改制阶段,《关于工程设计单位改为企业若干问题的意见》中原则同意实行事业单位企业化的工程勘察设计单位逐步改建为企业,使工程勘察设计单位走上了“产权清晰、权责明确、政企分开、管理科学”的现代企业发展道路,大量的民营设计公司出现,行业内部分龙头企业成长为国际性公司。2015年以来,国内经济结构调整,中共中央、国务院印发了《关于深化国有企业改革的指导意见》,提出优化产权结构、调整产业布局和建立健全激励机制,更好的激活国企活力,提升其运行效率,原属于国家的化工设计企业进入改革深化阶段。
化工行业发展带动化工设计壮大
化工设计行业的发展与我国化学工业的发展息息相关,化学工业的固定资产投资扩大直接反映出我国化学设计下游需求的大小。2010-2015年,我国化学原料及化学制品制造业固定资产投资完成额呈逐年增长的发展态势,2012年的固定资产投资完成总额为11263亿元,同比增长28.2%,增速为近年最快2015年,我国化学原料及化学制品制造业固定资产投资完成额为14990.9亿元,达到近年来最高值。受到国家经济结构调整的影响,产业投资处于调整缓冲期,一些企业投资方向不明,2016年,我国化学原料及化学制品制造业固定资产投资完成额为14753.1亿元,2017年投资规模继续下降,固定资产投资完成额为13903.2亿元,同比下滑5.8%。
2018年,受到国际原油价格整体回升的影响,1-9月,化学原料和化学制品制造业固定资产投资同比增长1.7%,是一季度末以来首次增长,化工行业投资出现触底回升的迹象,预计全年固定资产投资完成额会有所提高。
从项目建设来看,目前我国加强环保建设,加快推进化工产业进行集约化、规模化和一体化建设,化工项目的推进为化工设计行业发展带来巨大机遇。“十三五”时期是我国石化和化学工业转型升级、迈入制造强国的关键时期,行业发展面临的环境严峻复杂,有利条件和制约因素相互交织,增长潜力和下行压力同时并存。国家在《石油和化学工业发展规划(2016-2020)》中明确提出要综合考虑资源供给、环境容量、安全保障、产业基础等因素,有序推进七大石化产业基地及重大项目建设,增强烯烃、芳烃等基础产品保障能力,提高炼化一体化水平。
企业国际化、多功能转型趋势明显
长期以来,我国化学工程项目设计工作,基本上是由专门从事工程项目设计的设计院承担的,尤其是改革之前归属于国家化工部的九大设计院。在化学工程建设的项目管理模式上,我国沿袭前苏联的平行承包模式,设计院主要承担勘察设计环节的工作任务,项目其他环节由其他机构或企业承担。随着行业改革,设计院向工程公司转型,行业内龙头成长为大型跨国工程集团,企业转型升级趋势明显。
——国际化。转型起步较早的如中国成达工程有限公司和中国寰球工程公司等大型部属设计院已实现组织和管理方式与国际先进模式接轨,以国际通用的工程语言和行为方式参与到全球化工工程建设市场的竞争中,表现出了强大的竞争优势和发展态势。
面对严峻的国际和国内市场竞争,我国的化工设计企业要在化工工程市场上顽强生存,并占有一席之地,就必须尽快地适应国际惯例,熟悉国际法律和法规,按照全球化的游戏规则来参与竞争,与时俱进,向国际先进的项目管理和设计管理模式学习,积极向国际化工程公司转型。
——多功能。国内不少化工设计企业都已经把转型成为以设计为龙头的工程公司设定为自己的战略目标,并开始从单一和传统的设计体制向着具有中国特色的、与国际接轨的多功能工程总承包模式转变,实现以设计为主体,通过前后延伸和横向整合设计、采购、施工管理和试车考核等各个环节,实现由单一环节向为固定资产投资活动提供全过程服务的转变。不再拘泥于工程勘察设计工作内容,通过延伸企业在价值链条中的参与长度和广度,来拓展营业范围,提高营业收益。
以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国化工设计行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
化学工程与设计,虽然有点偏向于设计,四年之后,谁都不能保证能做设计,要是做不了设计,很多学生就去了化工厂倒班,忍受着夜里的煎熬,还有有毒有害物质的熏陶,以及天天神经紧张的感受着可能爆炸失去生命的危险。就算能做设计,也不会让刚毕业的学生从事设计,都要先去工地上去实践几年。女生上工地,简直很不方便。因为工地都是活动板房,几个人睡一个房子里,夏天热,冬天冷,秋天蚊虫多。
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宁波和汇化学工程设计有限公司的经营范围是:化工工程设计、施工;石化设备、化工产品的批发、零售;仓储服务;建筑工程设计及咨询服务;管道设计;工程项目安全评估;工程项目管理及技术服务;工程设备、阀门及材料的批发、零售。在浙江省,相近经营范围的公司总注册资本为260543万元,主要资本集中在 1000-5000万 和 100-1000万 规模的企业中,共529家。
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